(57)【要約】【課題】ガラス成形体製造装置における生産効率の低下を抑制しつつ、中間部材の長寿命化及び装置の稼動時間の長期化を図り、ガラス成形体を安定的に作製することが可能なガラス成形体製造方法及びガラス成形体製造装置を提供する。【解決手段】ガラス成形体製造方法は、受け面２１を有する中間部材２０と、成形型３０と、を用いて溶融ガラスからガラス成形体を製造するガラス成形体製造方法であって、前記中間部材２０の受け面に溶融ガラスを供給してガラス塊Ｇを形成するガラス塊形成工程と、前記中間部材２０上の前記ガラス塊Ｇを前記成形型３０へと移送する移送工程と、を有し、前記移送工程後に前記ガラス塊形成工程が再び行われ、前記方法は、前記移送工程後且つ前記ガラス塊形成工程前に前記中間部材２０の受け面２１を洗浄する洗浄工程をさらに有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
受け面を有する中間部材と、成形型と、を用いて溶融ガラスからガラス成形体を製造するガラス成形体製造方法であって、
前記中間部材の受け面に溶融ガラスを供給してガラス塊を形成するガラス塊形成工程と、
前記中間部材上の前記ガラス塊を前記成形型へと移送する移送工程と、を有し、
前記移送工程後に前記ガラス塊形成工程が再び行われ、
前記方法は、前記移送工程後且つ前記ガラス塊形成工程前に前記中間部材の受け面を洗浄する洗浄工程をさらに有するガラス成形体製造方法。
【請求項２】
前記洗浄工程では、前記中間部材の受け面に洗浄流体を噴射する請求項１記載のガラス成形体製造方法。
【請求項３】
前記洗浄流体は液体である請求項２記載のガラス成形体製造方法。
【請求項４】
前記洗浄工程は、前記ガラス塊成形を一定回数又は一定時間行った後で行う請求項１から３のいずれか記載のガラス成形体製造方法。
【請求項５】
前記洗浄工程では、１回当り０．０１ｃｍ３以上、５．００ｃｍ３以下の洗浄流体を噴射する請求項１から４のいずれか記載のガラス成形体製造方法。
【請求項６】
前記洗浄工程では、１回当り０．０５秒以上、５．００秒以下にわたって洗浄流体を噴射する請求項１から５のいずれか記載のガラス成形体製造方法。
【請求項７】
前記洗浄工程では、洗浄流体を霧状に噴射する請求項１から６のいずれか記載のガラス成形体製造方法。
【請求項８】
前記中間部材ごとに各々計数された成形回数及び／又は成形時間が設定値に達したか否かを判別し、前記設定値に達した中間部材に対して洗浄を行う請求項１から７のいずれか記載のガラス成形体製造方法。
【請求項９】
前記ガラス塊形成工程において、前記溶融ガラスを供給する前記中間部材の前記受け面のうち少なくとも前記溶融ガラスと接触する部分に、気体を噴出する多孔質部材を備える、請求項１から８のいずれか記載のガラス成形体製造方法。
【請求項１０】
前記移送工程では、前記中間部材の受け面を分割して前記ガラス塊を前記成形型に落下して移送する、請求項１から９のいずれか記載のガラス成形体製造方法。
【請求項１１】
前記洗浄流体を噴射した後の前記中間部材の受け面を加熱する加熱工程を更に有する請求項２から１０のいずれか記載のガラス成形体製造方法。
【請求項１２】
前記洗浄流体が液体であり、前記加熱工程は、液体を構成する成分の沸点のうち最も高い温度以上に前記中間部材の受け面を加熱する請求項１１記載のガラス成形体製造方法。
【請求項１３】
請求項１から１２いずれか記載のガラス成形体製造方法で製造したガラス成形体をプレス成形する光学素子製造方法。
【請求項１４】
請求項１３記載の光学素子製造方法で製造した光学素子を用いて光学機器を製造する光学機器製造方法。
【請求項１５】
溶融ガラスからガラス成形体を製造するガラス成形体製造装置であって、
溶融ガラスを供給する流出ノズルと、
前記溶融ガラスを受け面で受けてガラス塊を形成する中間部材と、
前記ガラス塊を成形する成形型と、
前記中間部材上の前記ガラス塊を前記成形型に移送する移送手段と、
前記成形型の上側から前記流出ノズルの下側に前記中間部材を戻す再使用手段と、
前記再使用手段で戻されている間の前記中間部材を洗浄する洗浄手段と、を備えるガラス成形体製造装置。
【請求項１６】
前記洗浄手段は、前記中間部材の受け面に洗浄流体を噴射する流体噴射手段をさらに備える請求項１５記載のガラス成形体製造装置。
【請求項１７】
前記洗浄手段は、前記流体噴射手段による洗浄流体の噴射量を調節する手段をさらに備える請求項１５又は１６記載のガラス成形体製造装置。
【請求項１８】
前記洗浄手段は、前記流体噴射手段による洗浄流体の噴射時間を調節する手段をさらに備える請求項１５から１７のいずれか記載のガラス成形体製造装置。
【請求項１９】
前記中間部材における成形回数及び／又は成形時間を計数するカウント手段と、
前記カウント手段によって計数された回数及び／又は時間が設定値に達したか否かを判断する判別手段と、前記設定値に達した中間部材に対して洗浄を行うように前記洗浄手段を制御する制御手段と、をさらに備える請求項１５から１８のいずれか記載のガラス成形体製造装置。
【請求項２０】
前記洗浄手段は、少なくとも洗浄流体を供給している間は前記中間部材に対する位置が固定される請求項１５から１９のいずれか記載のガラス成形体製造装置。
【請求項２１】
前記中間部材は、受け面のうち少なくとも前記溶融ガラスと接触する部分に、気体を噴出する多孔質部材を備え、
前記ガラス成形体製造装置は、前記多孔質部材に気体を供給する手段をさらに備える請求項１５から２０のいずれか記載のガラス成形体製造装置。
【請求項２２】
前記中間部材の受け面は分割可能であり、
前記移送手段は、前記受け面を前記成形型の上側で分割して、前記ガラス塊を前記成形型へ落下する手段を備える請求項１５から２１のいずれか記載のガラス成形体製造装置。
【請求項２３】
前記洗浄流体を噴射した後の前記中間部材の受け面を加熱する加熱手段を更に有する請求項１６から２２のいずれか記載のガラス成形体製造装置。
【請求項２４】
請求項１５から２３のいずれか記載のガラス成形体製造装置と、このガラス成形体製造装置で製造されるガラス成形体をプレス成形する成形手段と、を備える光学素子製造装置。
【請求項２５】
請求項２４記載の光学素子製造装置で製造した光学素子と、この光学素子で製造される光学機器を用いて光学機器を製造する光学機器製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス成形体製造方法及びガラス成形体製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光学素子、例えばデジタルカメラ等のレンズには、所定の形状に成形された光学レンズが用いられる。この光学レンズを高精度且つ大量に製造するため、例えば、以下のような方法が知られている。すなわち、まず、溶融ガラスを用いて、光学レンズの形状に近似した形状のガラス塊（以降、プリフォームと呼ぶ）を形成し、その後、このプリフォームを光学素子成形用型で熱間加工する。
【０００３】
この方法によれば、溶融ガラスからプリフォームを経てレンズを成形するため、板状のガラスから切断、加工、プレス、研削、及び研磨等の多段階の工程を経てレンズを製造する方法に比べ、リードタイムを短縮できるとともに、研削工程又は研磨工程を要せずスラッジ（ガラス屑）が出ないため、歩留まりの低下を抑えることができ、結果としてコストを大幅に削減できる、といった利点がある。
【０００４】
ここで、プリフォームを製造するプリフォーム製造装置として、例えば、落下する溶融ガラスを成形型の成形面上に形成したガスクッション上に受け止めて、溶融ガラスの下部を、ガスクッション上に保持しつつ、溶融ガラス塊の表面が軟化点以下の温度になるまで冷却して、プリフォームを製造するものが開示されている（特許文献１参照）。この装置によると、高温の溶融ガラスが成形型の成形面と直接接触して急激に冷却されることがないので、表面にシワ等の欠陥のないきわめて高精度のガラスプリフォームが成形できる。
【０００５】
また、溶融ガラスを受け止める第１の型と、この第１の型から移動された溶融ガラス塊を受け止める第２の型と、を備えるプリフォーム製造装置が開示されている（特許文献２参照）。この方法によると高温の溶融ガラスを第１の型で受け止めておき、この溶融ガラス塊の温度が下がった後、溶融ガラス塊を第２の型に移して成形を行うので、直接成形型にキャストする方法より、最終成形時の安定性が高まり、第２の型における成形不良の発生が抑制され、良好なプリフォームを製造できる。また、第２の型を早期に交換する必要がなく、稼動時間が延びるのでプリフォームを低コストで製造できる。
【特許文献１】特許３６７３５５４号公報
【特許文献２】特開２００６−２６５０８５号公報
【特許文献３】特開平０７−２９１６３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、近年光学ガラスの高屈折率化及び低Ｔｇ化が進んでおり、成形時において粘度が低いガラスを良好なプリフォームに成形することが課題となっている。特許文献１に開示されたガラス成形体製造装置を用いる場合、成形時において粘度が低いガラスは、粘性が低い故に成形型に融着し易く、且つ表面張力が低い。このため、ガラスプリフォームを浮上成形により作製する際に溶融ガラスの先端が成形型に接触した後で浮上することが多く、ガラスの種類によっては成形型に接触した回数が増えたときに高温の溶融ガラスからの揮発物質が成形型に堆積する場合がある。ここで、揮発物質の堆積が進むと、成形型と溶融ガラスとの融着性がより高くなり、頻繁に成形型を交換する必要がある。しかしながら、成形型の交換のために装置を止めると、成形型を交換するためのタイムロスが発生し、ガラス成形体の生産性が悪くなる。このとき、ガラス成形体の生産性を高めるために、多数の成形型を設け、単一のガラス流出口からこれらの成形型に順にキャストすることも考えられるが、キャストされたばかりの高温且つ低粘性の溶融ガラスは、成形型が移動する際に揺れ易く、溶融ガラスと成形型とが接触し易くなり、溶融ガラスと成形型とが焼き付いたり、ガラス成形体に脈理や形状のバラつきが発生したりする原因になる。また、成形型１個あたりの生産効率が悪くなり、結果的に生産コストが増加する。このようなことを鑑みると、特許文献１のようにプリフォームの最終成形を担う成形型に直接溶融ガラスをキャストする成形方法は、成形時における粘度が低いガラスには最適な方法とは言い難い。
【０００７】
また、特許文献２に開示されたガラス成形体製造装置を用いる場合でも、第１の型である成形型の前に溶融ガラスを受け止める部材にガラスから揮発する成分が堆積する問題は依然存在する。そこで、長時間の成形においても、第１の型における揮発物の堆積レベルを許容できる水準に保つ必要がある。
【０００８】
ここで、連続して使用するガラス成形用型に堆積したガラスからの揮発物を除去し、清浄な型表面を保つ方法として、例えばゴブ受け型を所定回数の成形後洗浄して交換する工程を有する光学ガラス素子の製造装置が開示されている（特許文献３）。このガラス成形体製造装置では、ゴブ受け型に付着したガラスの揮発成分を取り除くため、所定回数の成形後、酸やアルカリを含有する水を用いた洗浄液にゴブ受け型を浸して超音波振動を付加する工程を有しており、洗浄液で洗浄した後のゴブ受け型は、有機溶媒置換及び熱風を用いて乾燥する。
【０００９】
しかし、特許文献３に開示されたガラス成形体製造装置は、超音波洗浄槽や乾燥室が必要となるので装置が大掛かりになる。また、洗浄処理されている間の成形型はガラスを成形することができないので、ガラス成形体製造装置において必要となる型の数が増え、型の１個当りの生産効率が悪くなる。
【００１０】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、ガラス成形体製造装置における生産効率の低下を抑制しつつ、装置の稼動時間の長期化を図り、ガラス成形体を安定的に作製することが可能なガラス成形体製造方法及びガラス成形体製造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者らは、上記課題を解決するために、鋭意試験研究を重ねた結果、受け面を有する中間部材と、成形型と、を用いて溶融ガラスからガラス成形体を製造するガラス成形体製造方法において、ガラス塊を成形型へ移送した後、再度溶融ガラスが供給される前に中間部材の受け面を洗浄する洗浄工程を行うことによって、中間部材の洗浄を行う際にガラス成形体製造装置を停止する必要が無くなりながら、ガラス塊形成工程において中間部材の表面に形成されていた付着物が取り除かれ、ガラス塊の中間部材の受け面への焼き付きが低減されることを見出し、本発明を完成するに至った。より具体的には、本発明は以下のようなものを提供する。
【００１２】
（１）  受け面を有する中間部材と、成形型と、を用いて溶融ガラスからガラス成形体を製造するガラス成形体製造方法であって、前記中間部材の受け面に溶融ガラスを供給してガラス塊を形成するガラス塊形成工程と、前記中間部材上の前記ガラス塊を前記成形型へと移送する移送工程と、を有し、前記移送工程後に前記ガラス塊形成工程が再び行われ、前記方法は、前記移送工程後且つ前記ガラス塊形成工程前に前記中間部材の受け面を洗浄する洗浄工程をさらに有するガラス成形体製造方法。
【００１３】
（２）  前記洗浄工程では、前記中間部材の受け面に洗浄流体を噴射する（１）記載のガラス成形体製造方法。
【００１４】
（３）  前記洗浄流体は液体である（２）記載のガラス成形体製造方法。
【００１５】
（４）  前記洗浄工程は、前記ガラス塊成形を一定回数又は一定時間行った後で行う（１）から（３）のいずれか記載のガラス成形体製造方法。
【００１６】
（５）  前記洗浄工程では、１回当り０．０１ｃｍ３以上、５．００ｃｍ３以下の洗浄流体を噴射する（１）から（４）のいずれか記載のガラス成形体製造方法。
【００１７】
（６）  前記洗浄工程では、１回当り０．０５秒以上、５．００秒以下にわたって洗浄流体を噴射する（１）から（５）のいずれか記載のガラス成形体製造方法。
【００１８】
（７）  前記洗浄工程では、洗浄流体を霧状に噴射する（１）から（６）のいずれか記載のガラス成形体製造方法。
【００１９】
（８）  前記中間部材ごとに各々計数された成形回数及び／又は成形時間が設定値に達したか否かを判別し、前記設定値に達した中間部材に対して洗浄を行う（１）から（７）のいずれか記載のガラス成形体製造方法。
【００２０】
（９）  前記ガラス塊形成工程において、前記溶融ガラスを供給する前記中間部材の前記受け面のうち少なくとも前記溶融ガラスと接触する部分に、気体を噴出する多孔質部材を備える、（１）から（８）のいずれか記載のガラス成形体製造方法。
【００２１】
（１０）  前記移送工程では、前記中間部材の受け面を分割して前記ガラス塊を前記成形型に落下して移送する、（１）から（９）のいずれか記載のガラス成形体製造方法。
【００２２】
（１１）  前記洗浄流体を噴射した後の前記中間部材の受け面を加熱する加熱工程を更に有する（２）から（１０）のいずれか記載のガラス成形体製造方法。
【００２３】
（１２）  前記洗浄流体が液体であり、前記加熱工程は、液体を構成する成分の沸点のうち最も高い温度以上に前記中間部材の受け面を加熱する（１１）記載のガラス成形体製造方法。
【００２４】
（１３）  （１）から（１２）いずれか記載のガラス成形体製造方法で製造したガラス成形体をプレス成形する光学素子製造方法。
【００２５】
（１４）  （１３）記載の光学素子製造方法で製造した光学素子を用いて光学機器を製造する光学機器製造方法。
【００２６】
（１５）  溶融ガラスからガラス成形体を製造するガラス成形体製造装置であって、
溶融ガラスを供給する流出ノズルと、
前記溶融ガラスを受け面で受けてガラス塊を形成する中間部材と、
前記ガラス塊を成形する成形型と、
前記中間部材上の前記ガラス塊を前記成形型に移送する移送手段と、
前記成形型上側から前記流出ノズルの下側に前記中間部材を戻す再使用手段と、
前記再使用手段で戻されている間の前記中間部材を洗浄する洗浄手段と、を備えるガラス成形体製造装置。
【００２７】
（１６）  前記洗浄手段は、前記中間部材の受け面に洗浄流体を噴射する流体噴射手段をさらに備える（１５）記載のガラス成形体製造装置。
【００２８】
（１７）  前記洗浄手段は、前記流体噴射手段による洗浄流体の噴射量を調節する手段をさらに備える（１５）又は（１６）記載のガラス成形体製造装置。
【００２９】
（１８）  前記洗浄手段は、前記流体噴射手段による洗浄流体の噴射時間を調節する手段をさらに備える（１５）から（１７）のいずれか記載のガラス成形体製造装置。
【００３０】
（１９）  前記中間部材における成形回数及び／又は成形時間を計数するカウント手段と、前記カウント手段によって計数された回数及び／又は時間が設定値に達したか否かを判断する判別手段と、前記設定値に達した中間部材に対して洗浄を行うように前記洗浄手段を制御する制御手段と、をさらに備える（１５）から（１８）のいずれか記載のガラス成形体製造装置。
【００３１】
（２０）  前記洗浄手段は、少なくとも洗浄流体を供給している間は前記中間部材に対する位置が固定される（１５）から（１９）のいずれか記載のガラス成形体製造装置。
【００３２】
（２１）  前記中間部材は、受け面のうち少なくとも前記溶融ガラスと接触する部分に、気体を噴出する多孔質部材を備え、
前記ガラス成形体製造装置は、前記多孔質部材に気体を供給する手段をさらに備える（１５）から（２０）のいずれか記載のガラス成形体製造装置。
【００３３】
（２２）  前記中間部材の受け面は分割可能であり、前記移送手段は、前記受け面を前記成形型の上側で分割して、前記ガラス塊を前記成形型へ落下する手段を備える（１５）から（２１）のいずれか記載のガラス成形体製造装置。
【００３４】
（２３）  前記洗浄流体を噴射した後の前記中間部材の受け面を加熱する加熱手段を更に有する（１６）から（２２）のいずれか記載のガラス成形体製造装置。
【００３５】
（２４）  （１５）から（２３）のいずれか記載のガラス成形体製造装置と、このガラス成形体製造装置で製造されるガラス成形体をプレス成形する成形手段と、を備える光学素子製造装置。
【００３６】
（２５）  （２４）記載の光学素子製造装置で製造した光学素子と、この光学素子で製造される光学機器を用いて光学機器を製造する光学機器製造装置。
【発明の効果】
【００３７】
本発明によれば、移送工程後且つガラス塊形成工程前に中間部材の受け面を洗浄する洗浄工程を行うことによって、中間部材の洗浄を行う際にガラス成形体製造装置を停止する必要が無くなりながら、ガラス塊形成工程において中間部材の表面に形成されていた付着物が取り除かれ、ガラス塊の中間部材の受け面への焼き付きが低減される。このため、ガラス成形体製造装置における生産効率の低下を抑制しつつ、装置の稼動時間の長期化を図り、ガラス成形体を安定的に作製することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
本発明のガラス成形体製造方法は、受け面を有する中間部材と、成形型と、を用いて溶融ガラスからガラス成形体を製造するガラス成形体製造方法であって、前記中間部材の受け面に溶融ガラスを供給してガラス塊を形成するガラス塊形成工程と、前記中間部材上の前記ガラス塊を前記成形型へと移送する移送工程と、を有し、前記移送工程後に前記ガラス塊形成工程が再び行われ、前記方法は、前記移送工程後且つ前記ガラス塊形成工程前に前記中間部材の受け面を洗浄する洗浄工程をさらに有する。
【００３９】
また、本発明のガラス成形体製造装置は、溶融ガラスからガラス成形体を製造するガラス成形体製造装置であって、溶融ガラスを供給する流出ノズルと、前記溶融ガラスを受け面で受けてガラス塊を形成する中間部材と、前記ガラス塊を成形する成形型と、前記中間部材上の前記ガラス塊を前記成形型に移送する移送手段と、前記成形型上側から前記流出ノズルの下側に前記中間部材を戻す再使用手段と、前記再使用手段で戻されている間の前記中間部材を洗浄する洗浄手段と、を備える。
【００４０】
以下、本発明のガラス成形体製造装置及びガラス成形体製造方法の実施形態について詳細に説明するが、本発明は、以下の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の目的の範囲内において、適宜変更を加えて実施することができる。なお、説明が重複する箇所については、適宜説明を省略する場合があるが、発明の趣旨を限定するものではない。
【００４１】
＜第１実施形態＞
本発明の第１実施形態は、中間部材２０の受け面２１に溶融ガラスＭを供給してガラス塊Ｇを形成するガラス塊形成工程と、中間部材２０上のガラス塊Ｇを成形型３０へと移送する移送工程と、移送工程の後であり且つ再度のガラス塊形成工程の前に中間部材２０の受け面２１を洗浄する洗浄工程と、を有するガラス成形体製造方法である。図１はガラス成形体製造装置１の一例を示す平面図である。また、図２Ａ〜図２Ｄはガラス成形体製造装置１の一連の動作の好ましい一例を示す断面図である。
【００４２】
〔ガラス塊形成工程〕
ガラス塊形成工程では、溶融ガラスＭを中間部材２０の受け面２１に供給してガラス塊Ｇを形成する。溶融ガラスＭを供給する手段は、供給する溶融ガラスＭの量や中間部材２０の形状等に応じて適宜選択することができるが、例えば図２Ａに示すような、溶融ガラスＭを流下し又は滴下する流出ノズル１０を用いることができる。ここで、流出ノズル１０は、図示しないガラス溶融槽から、流出ノズル１０の先端を介して、中間部材２０の受け面２１に向けて供給するように用いる。なお、場合によっては、流出ノズル１０を取り囲むように加熱手段５０を設け、流出ノズル１０から供給される溶融ガラスＭの温度が軟化点以上になるように溶融ガラスＭを加熱してもよい。
【００４３】
また、溶融ガラスＭを受け面２１で受けてガラス塊Ｇを形成する中間部材２０は、後述する移送手段６０によって移送可能であり、流出ノズル１０の下方がその移送経路に含まれるように設けられる。中間部材２０の受け面２１の形状は、溶融ガラスＭを保持できる形状であれば特に限定されないが、開口方向に向かって拡開された形状であることが好ましく、部分球の形状であることが特に好ましい。これにより、以下に述べる洗浄工程の際に洗浄流体が受け面２１に行き渡り易くなり、排出され易くなるため、受け面２１の洗浄効率を高めることができる。特に、受け面２１を部分球の形状にすることで、ガラス塊Ｇが受け面２１上で動き易くなるため、表面が整えられたガラス成形体を得易くすることができる。なお、受け面２１の形状は、三角錐や四角錐等の多角錐の形状であってもよい。
【００４４】
〔移送工程〕
移送工程では、中間部材２０上のガラス塊Ｇを成形型３０へと移送する。ガラス塊Ｇを成形型３０へと移送する移送手段６０は特に限定されるものではないが、例えば、ガラス塊Ｇの形成された中間部材２０を流出ノズル１０の下側から成形型３０の上側まで移送する。より具体的には、図２Ｂに示すような、移送経路に沿って敷かれたレール６１に沿って、図示しないモータを用いて中間部材２０を移送する。そして、図２Ｂに示すように、中間部材２０は受け面２１で分割可能なものを用い、成形型３０の上側まで移送された中間部材２０を分割し、ガラス塊Ｇを受け面２１上から成形型３０へ落下して移送することが好ましい。これにより、中間部材２０上から成形型３０上の所望の位置へガラス塊Ｇがより確実に移送されるため、所望の形状を有するガラス成形体をより確実に作製することができる。なお、ガラス塊Ｇを受け面２１上から成形型３０へ移送する手段は、成形型３０の上側で中間部材２０を分割する手段に限定されず、例えば中間部材２０を傾斜させて滑り落としてもよい。なお、図２Ｂの移送手段６０は、中間部材２０を流出ノズル１０の下側から成形型３０の上側まで移送する往路について用いられるが、復路についての再使用手段６０としても用いられる。
【００４５】
本実施形態では、移送手段６０によりガラス塊Ｇが移送される成形型３０は、中間部材２０よりも多数用いることが好ましく、１個の中間部材２０に対して複数用いることがより好ましい。これにより、ガラス塊Ｇが徐冷されて冷却されている間に、ガラス塊Ｇを作製して他の成形型に移送することが可能になるため、ガラス成形体の作製効率をより高めることができる。また、最も温度が高く付着物の基となる成分が多く揮発するガラス塊Ｇが、少数の中間部材２０によって保持されて冷却される結果、成形型３０の成形面３１に付着物が形成され難くなるため、洗浄工程を行うべき部材を減らして装置をより簡略化できる。ここで、成形型３０を中間部材２０よりも多数用いる手段は特に限定されないが、例えば図１に示すようなターンテーブルを用いることができる。
【００４６】
移送工程を行った後の中間部材２０を用いて、上述のガラス塊形成工程が再び行われる。そのため、ガラス塊Ｇを移送した後の中間部材２０は、再使用手段６０によって成形型３０の上側から流出ノズル１０の下側へと戻される。ここで、再使用手段６０は特に限定されるものではないが、例えば、中間部材２０を流出ノズル１０の下側に来る位置まで図示しないモータを用いて移送する手段を用いることができる。
【００４７】
ここで、ガラス塊Ｇを形成する中間部材２０は１個でもよいが、複数個用いることが好ましい。これにより、１個の中間部材２０が後述する洗浄工程又は加熱工程の段階にある間に、別の中間部材２０によってガラス塊Ｇが作製されるため、ガラス成形体の作製効率をより高めることができる。ここで、ガラス成形体製造装置１に設けられた複数の中間部材２０を切り替える手段は特に限定されないが、ロボットやターンテーブル等を用いることができる。
【００４８】
〔洗浄工程〕
洗浄工程では、中間部材２０の再使用手段６０による移送経路上に設けられた洗浄手段４０を用いて、ガラス塊Ｇを移送した後の中間部材２０の受け面２１を洗浄する。これにより、ガラス塊形成工程においてガラス塊Ｇの表面から揮発し、中間部材２０の表面に形成された付着物が取り除かれ、ガラス塊Ｇの中間部材２０の受け面２１への焼き付きが低減されるため、中間部材２０の長寿命化を図り、ガラス成形体を安定的に作製することができる。特に、流出ノズル１０から供給されたばかりの溶融ガラスＭは、温度が高く付着物の基となる成分の揮発が多いことから、溶融ガラスＭが最初に接触する中間部材２０に対して洗浄を行うことによる、溶融ガラスＭを受ける受け面２１への焼き付きの低減効果は顕著である。ここで、洗浄工程を行うタイミングは、移送工程後且つガラス塊形成工程前の任意のタイミングであってよい。移送工程後且つガラス塊形成工程前のタイミングで、ガラス成形体製造方法の一連の工程として洗浄工程を行うことにより、中間部材２０の洗浄を行う際にガラス成形体製造装置１を停止する必要が無くなるため、洗浄工程によるガラス成形体製造装置１の生産効率の低下を抑制することができる。特に、再使用手段６０で流出ノズル１０の下側に戻されている間のタイミングであることが好ましい。これによりガラス成形体の作製時間に加えて洗浄工程の時間を新たに取る必要が無くなるため、ガラス成形体製造装置１の生産効率の低下をより抑制することができる。
【００４９】
洗浄工程では、中間部材２０の移送経路上に向けて、流体噴射手段４１を用いて中間部材２０の受け面２１に洗浄流体を噴射することが好ましい。これにより、洗浄流体によって中間部材２０の受け面２１に形成されていた付着物が洗浄流体に溶解及び／又は分散され、且つ噴射時の圧力によって洗浄流体の排出が促進されるため、より効率的に中間部材２０の受け面２１の焼き付きを低減することができる。噴射する洗浄流体は、受け面２１に形成された付着物を取り除くことができれば特に限定されないが、液体が好ましく、極性を有する溶媒（水、アルコール等）がより好ましく、水が最も好ましい。洗浄流体がこうした液体を含むことにより、受け面２１に形成された付着物の洗浄流体への溶解及び／又は分散が容易になるため、受け面２１の洗浄効果を高めることができる。特に、ガラスの組成にもよるが、中間部材２０の表面への付着物の主な原因となるガラスからの揮発物は水に溶け易い性質を持っているものが多いため、洗浄流体が水を含むことにより、受け面２１をより効果的に洗浄することができる。ここで、洗浄工程を行う洗浄手段４０は、これらの洗浄流体を噴射できる手段であれば特に限定されないが、例えば図２Ｃに示すように、洗浄流体供給源４４からポンプ４３により供給される洗浄流体と、気体供給源４８からポンプ４７により供給される気体と、を用い、所望のタイミングで供給弁４２、４６を開いてこれらを混合して流体噴射手段４１で噴射する手段が挙げられる。このとき、少なくとも洗浄流体を供給している間は、流体噴射手段４１の中間部材２０に対する位置を固定することが好ましい。これにより、中間部材２０を移動させながら洗浄工程を行っても流体噴射手段４１から受け面２１への噴射状態が一定になり、受け面２１の洗浄状態や中間部材２０の受け面２１の温度状態が一定になるため、洗浄工程によるガラス成形体の作製効率の低下を抑えながらも、受け面２１の焼き付きをより安定的に低減することができる。流体噴射手段４１の中間部材２０に対する位置の固定は、例えば図２Ｃに示すように、中間部材２０を保持しているアーム等に流体噴射手段４１を固定する手段を用いて行うことが製造設備の簡素化の面で好ましいが、これに限定されず、例えば中間部材２０の駆動手段と別の駆動手段を用いて、互いに等しい速度で中間部材２０及び流体噴射手段４１を駆動してもよい。
【００５０】
本実施形態の洗浄工程では、上述の洗浄流体は霧状に噴射することが好ましい。これにより、流体噴射手段４１から噴射される洗浄流体を少なくしても受け面２１の全体に洗浄流体を行き渡らせることが可能になり、中間部材２０の受け面２１の温度低下が抑制され、受け面２１の温度低下による溶融ガラスＭの冷却が緩和されるため、作製されるガラス成形体の不良発生を抑え、ガラス塊Ｇの品質の低下を低減することができる。また、流体噴射手段４１から噴射される洗浄流体の量が低減され、中間部材２０の表面や内部に洗浄流体が残留し難くなるため、中間部材２０への錆びの発生等の悪影響を低減することができる。ここで、洗浄流体を霧状に噴射する手段としては特に限定されないが、例えば洗浄流体供給源４４からポンプ４３により供給される洗浄流体と、気体供給源４８からポンプ４７により供給される気体と、とを混合しつつ噴射するノズルを用いることができる。
【００５１】
また、洗浄工程による中間部材２０の受け面２１の温度低下は５０℃以内、より好ましくは３０℃以内に抑えることが好ましい。受け面２１の温度が下がり過ぎると、ガラス塊Ｇのうち受け面２１と接触し又は近接する部分における局所的な温度差が許容できるレベルを超えるために形状不良になったり、ガラス塊Ｇの形状が受け面２１の影響を受けて成形型３０へ移送した後も影響が緩和されずに形状不良になる等の問題が発生する。従って、温度低下を抑制しつつ、十分な洗浄効果を享受するために、洗浄を行う時間及び洗浄流体の量の適切な調節が必要となる。
【００５２】
１回の洗浄工程で流体噴射手段４１から噴射される洗浄流体の噴射量は、少な過ぎると洗浄による効果を得られず、多過ぎると受け面２１の温度が低下して溶融ガラスＭが急冷されてガラス塊Ｇに脈理が生じる原因になったり、ガラス塊Ｇの形状等への悪影響が生じてガラス塊Ｇの品質が低下し易くなったりするため、好ましくは０．０１ｃｍ３、より好ましくは０．０２ｃｍ３、最も好ましくは０．０５ｃｍ３を下限とし、好ましくは５．００ｃｍ３、より好ましくは３．００ｃｍ３、最も好ましくは２．００ｃｍ３を上限とする。また、１回の洗浄工程で流体噴射手段４１から噴射される洗浄流体の噴射時間は、短過ぎると洗浄による効果を得られず、長過ぎると洗浄流体の供給圧力が下がって洗浄流体の供給量の調節が困難になり、且つ受け面２１の温度が低下して溶融ガラスＭが必要以上に冷却されてガラス塊Ｇに脈理が生じる原因になったり、ガラス塊Ｇの形状等に悪影響が生じてガラス塊Ｇの品質が低下し易くなったりするため、好ましくは０．０５秒、より好ましくは０．０７秒、最も好ましくは０．１０秒を下限とし、好ましくは５．００秒、より好ましくは４．００秒、最も好ましくは３．００秒を上限とする。また、洗浄流体の噴射量及び噴射時間は、受け面２１への付着物の主成分であるガラスからの揮発物を十分に取り除きつつも、受け面２１の温度の低下を抑えるように適宜調節することが好ましい。洗浄流体の噴射量及び噴射時間を調節する流体噴射手段４１としては、特に限定されないが、例えばアトマイザー、噴霧器、スプレー等を用いることができる。
【００５３】
このとき、中間部材２０の受け面２１のうち少なくとも溶融ガラスＭと接触する部分に、気体を噴出する多孔質部材を備えた中間部材２０を用いることが好ましい。これにより、気体の噴出圧力でガラス塊Ｇが浮上して受け面２１との接触が低減されるため、受け面２１へのガラス塊Ｇの焼き付きを低減することができる。また、受け面２１のうち付着物が形成された部分の噴出圧力が弱くなり、付着物が形成された部分に洗浄流体が行き届き易くなるため、受け面２１の洗浄効率を高めることができる。また、受け面２１上に供給された洗浄流体が受け面２１から排出され易くなるため、洗浄流体による受け面２１の過剰な冷却を低減してガラス塊Ｇの品質の低下を低減することができる。ここで、気体を噴出する手段は、例えば図２Ｃに示すように、気体供給源２３から供給される気体を、気体供給部２２を用いて受け面２１の多孔質部材のうち少なくとも溶融ガラスＭと接触する部分に供給する。多孔質部材への気体の供給は、ガラス塊Ｇの焼き付きを低減する点では、受け面２１への溶融ガラスＭの供給時から成形型へのガラス塊Ｇの移送時までに行うことが好ましく、受け面２１の洗浄効率を高める点では、受け面２１への洗浄流体の供給中に行うことが好ましく、受け面２１への付着物の形成を低減する点では、受け面２１への洗浄流体の供給後から受け面２１への溶融ガラスＭの供給時までの間のいずれかに行うことが好ましい。これらの効果を享受するために、多孔質部材に常時気体を供給することも好ましい。なお、中間部材２０は、多孔質部材の受け面２１を除く表面が気密性素材（例えば金属）からなる枠体によって包囲され、又はメッキ等がされているものを用いることがより好ましい。これにより、受け面２１からの気体の噴出量が多くなるため、ガラス塊Ｇの焼き付きをより低減し、受け面２１の洗浄効率をより高め、受け面２１への付着物の形成をより低減することができる。
【００５４】
上述の洗浄工程は、ガラス塊形成工程を行う度に毎回行うことも可能であるが、ガラス塊Ｇの形成を一定回数又は一定時間行った後で洗浄工程を行うことが好ましい。これにより、洗浄流体による中間部材２０の受け面２１の温度変化がより抑えられるため、受け面２１上に形成されるガラス塊Ｇの品質を安定化させることができる。このとき、中間部材２０ごとに各々計数された成形回数及び／又は成形時間が設定値に達したか否かを判別し、設定値に達した中間部材２０に対して洗浄を行うことが好ましい。これにより、成形回数及び／又は成形時間が設定値に達していない中間部材２０に対する洗浄工程が低減されるため、洗浄工程による効果を維持しつつ、洗浄流体を用いることによる受け面２１の温度変化を最小化することができる。設定値に達した中間部材２０に対して洗浄手段４０を用いる手段は、洗浄流体の種類や設定内容により適宜選択されるが、例えば中間部材２０における成形回数及び／又は成形時間を計数するカウント手段と、カウント手段によって計数された回数及び／又は時間が設定値に達したか否かを判断する判別手段と、設定値に達した中間部材２０に対して洗浄を行うように洗浄手段４０を制御する制御手段と、を備えてよい。より具体的な例としては、カウント手段としてカウンター及び／又はタイマーを用い、判別手段としてカウンター及び／又はタイマーのデータを演算処理する演算装置を用い、判別手段として演算処理された結果を洗浄手段４０に反映するリレーユニットを用いることができる。
【００５５】
〔加熱工程〕
本発明の洗浄工程では、洗浄流体として用いる液体の噴出量が少なく、洗浄流体を用いた洗浄時間が短いので、仮に洗浄流体として液体を用いたとしても、中間部材２０の受け面２１が過度に冷やされ難く、受け面２１上に供給される液体は次のガラス塊成形工程までには十分に蒸発されるが、より洗浄液体の蒸発を促して受け面２１の温度を最適な温度に維持するために、液体を噴射した後の中間部材２０の受け面２１を加熱する加熱工程を行うこともできる。これにより、洗浄工程で受け面２１上に供給される液体が蒸発して中間部材２０の外部に排出され易くなるため、液体による受け面２１の汚染を低減するとともに、洗浄流体による受け面２１の過剰な冷却を低減してガラス塊Ｇから揮発する成分の受け面２１上への析出を低減することができる。ここで、受け面２１を加熱する手段は、中間部材２０の受け面２１に面する部分にヒータやバーナー等の加熱手段５０であってよく、例えば図２Ｄに示すような、受け面２１に面する流出ノズル１０の近傍に設けられた加熱手段５０が挙げられるが、中間部材２０の移送経路に沿って設けられたヒータであってもよい。受け面２１の加熱は、受け面２１への液体の供給時から受け面２１への溶融ガラスＭの供給時までの任意のタイミングで行ってよいが、特に受け面２１の温度の低下を小さくできる点で、受け面２１への液体の供給時を含むように行うことが好ましい。受け面２１を加熱する温度は、液体を構成する成分の沸点のうち最も高い温度以上に加熱することが好ましく、その具体的な温度は洗浄流体として用いる液体の種類や配合比によって適宜選択されるが、液体の蒸発が容易になる点で、１００℃以上であることが好ましく、１５０℃以上であることがより好ましく、２００℃以上であることが最も好ましい。また、ガラス成形体製造装置１における生産効率を向上できる点で、洗浄工程及び加熱工程を含んだガラス成形体製造方法の全工程を通じて、受け面２１の温度は２００℃から３００℃の間に維持されていることが好ましい。
【００５６】
［ガラス成形体及び光学素子の作製］
上述の移送工程によって成形型３０に移送されたガラス塊Ｇは、徐冷することでガラス成形体を作製することができる。このようにしてガラス成形体製造装置１を用いて製造されるガラス成形体（例えばプリフォーム）に対して、例えば図示しない成形手段を用いてプレス成形することで、光学素子（例えば光学レンズ）が製造される。また、この光学素子を用いて光学機器を製造することも好ましい。なお、ガラス成形体から光学素子を作製する手段はプレス成形に限定されず、例えば研削研磨等の冷間加工を行って光学素子を作製することも可能である。
【実施例】
【００５７】
以下、実施例を用いて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００５８】
内部に溶融ガラスが収容されたガラス溶融槽を設け、このガラス溶融槽の下部に流出ノズルを設けた。ここで、流出ノズルの内径は８ｍｍであった。そして、流出ノズルの先端から１０ｍｍ鉛直下方には、受け面２１が部分球の形状を有し、割型に分割可能な中間部材を設けた。中間部材は、鉄、クロム、ニッケルを主成分とする合金を材料とした多孔質部材からなる受け面を有する受け部と、鉄、クロム、ニッケルを主成分とする合金からなる枠体と、から形成し、受け部と枠体に囲まれた空洞に気体供給部を設けて気体の配管を接続した。この中間部材は、モータの駆動力を用いてレールに沿って移送できるアームに取り付けた。このアームには洗浄流体の水と空気を混合しつつ噴射するノズルを流体噴射手段として固定し、このノズルは軟らかいホースを用いて水と空気それぞれの供給源に接続した。一方、中間部材の移送経路の下側に設けられた円形の回転テーブル上に、成形型を設けた。
【００５９】
ガラス溶融槽の中にガラス原料を投入し、ＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３、Ｇｄ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５及びＬｉ２Ｏを主成分とする光学ガラス溶融物（溶融ガラス）を調製して１１００〜１５００℃で保持した。ガラス溶融槽から流出ノズルを通じて溶融ガラスを落下し、中間部材の受け面で溶融ガラスを受け止めてガラス塊を形成した。続いて、移送手段を用いて中間部材を成形型の上側に移送するとともに中間部材を割型に分割し、ガラス塊を成形型の成形面に落下した。成形面に落下したガラス塊は、徐冷してプリフォームを作製した。
【００６０】
ガラス塊を成形型に落下した後、流出ノズルの下側に戻される中間部材に対して、２０分に一度の割合で、流体噴射手段のノズルを用いて水を霧状に噴射し、中間部材の受け面を洗浄した。ここで、１回の洗浄で流体噴射手段から噴射される水の噴射量が０．４ｃｍ３、噴射圧力が０．１ＭＰａ、噴射時間が０．８秒となるように、水の噴射量及び噴射時間をアトマイザーで調節した。また、成形時間を計測する手段としてタイマーを用い、成形時間が所定時間に達するか否かを判別する手段として演算装置を用い、所定時間に達した中間部材に対して流体噴射手段を稼動させる手段としてリレーユニットを用いた。なお、中間部材の受け面には、気体供給源から気体供給部を通じて中間部材にエアーを常時供給し、受け面の多孔質部材からなる表面から気体を噴出した。
【００６１】
この条件で、１０時間にわたって装置を稼動させ、ガラスの成形を行った。また、比較例として、中間部材の受け面に洗浄流体を供給しない場合についても実施例と同様の試験を行った。
【００６２】
その結果、中間部材の受け面に水を供給して洗浄を行った場合は、ガラス塊と中間部材の受け面との付着は認められなかった。一方、中間部材の受け面に洗浄流体を供給しなかった場合は、成形を開始して３０分後にはガラス塊が中間部材の受け面に焼き付き、ガラス塊と中間部材の受け面とが付着することが多かった。実施例と比較例のガラス塊と中間部材の受け面との付着について比較すると、洗浄工程による生産効率の低下が抑制されながら、中間部材の受け面に水を供給して洗浄を行った場合に、ガラス塊と中間部材の受け面との焼き付きが低減されることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】第一実施形態におけるガラス成形体製造装置の一例を示す平面図である。
【図２Ａ】第一実施形態におけるガラス成形体製造装置の一例を示す正面図及び側面図である。
【図２Ｂ】第一実施形態におけるガラス成形体製造装置の一例を示す正面図及び側面図である。
【図２Ｃ】第一実施形態におけるガラス成形体製造装置の一例を示す正面図及び側面図である。
【図２Ｄ】第一実施形態におけるガラス成形体製造装置の一例を示す正面図及び側面図である。
【符号の説明】
【００６４】
１    ガラス成形体製造装置
１０    流出ノズル
２０    中間部材
２１    受け面
２２    気体供給部
２３    気体供給源
３０    成形型
４０    洗浄手段
４１    流体噴射手段
４２、４６    供給弁
４３、４７    ポンプ
４４    洗浄流体供給源
４５、４９    供給管
４８    気体供給源
５０    加熱手段
６０    移送手段／再使用手段
６１    レール
７０    ターンテーブル
７１    ヒータ
Ｍ    溶融ガラス
Ｇ    ガラス塊
【図１】
2010105882.tif 000003
【図２Ａ】
2010105882.tif 000004
【図２Ｂ】
2010105882.tif 000005
【図２Ｃ】
2010105882.tif 000006
【図２Ｄ】
2010105882.tif 000007